Là đèn LED trong đèn đường hiện đại thường xung? Nếu vậy, khoảng tần số gì?

Tôi có thể nghĩ ra một số lý do tại sao đèn đường LED hiện đại có thể sẽ bị đập;

• Chuyển đổi điện áp hiệu quả bắt đầu từ điện áp đường dây có thể bao gồm bước xoay chiều hoặc chuyển mạch cao hơn 60 Hz.
• Hoạt động hiệu quả cao nhất của đèn LED thường xảy ra ở dòng điện lớn hơn có thể được duy trì liên tục do các vấn đề nóng.
• Chuyển đổi trở lại DC ổn định ( chỉnh sửa: ở tần số dòng 50 / 60Hz) sẽ yêu cầu các thành phần bổ sung có thể không thành công và sẽ không có lợi ích nào có thể bù đắp cho hoạt động hiệu quả giảm.

Có một phần ngắn trên Wikipedia về hoạt động của xung LED nhưng nó chỉ giới thiệu khái niệm mà không giải quyết được hoạt động xung lan rộng như thế nào trong lĩnh vực này.

Miễn là tần số đủ cao đến mức không có cơ hội nhận biết nhấp nháy, thì đối với tôi, đèn đường LED sẽ được phát xung - hoặc ít nhất là đèn LED màu xanh được sử dụng để kích thích phốt pho. Photphor có thể có thời gian bán hủy đủ dài để làm cho hầu hết phổ của kết quả phát ra ánh sáng ổn định ngay cả khi đèn LED được phát xung.

Bởi vì một số đèn LED ánh sáng trắng phụ thuộc nhiều vào ánh sáng xanh chính của đèn LED so với các đèn LED khác, tôi sẽ đặt câu hỏi của tôi chủ yếu về bản thân đèn LED, thay vì ánh sáng phát ra.

Là đèn LED trong đèn đường hiện đại thường xung? Nếu vậy, khoảng tần số gì? 100 Hz, 1 kHz, 10 kHz? Mặc dù có thể có sự khác biệt đáng kể ở một số khu vực, tôi mong đợi ở các khu vực nơi các thành phố đang thực hiện chuyển đổi rộng rãi từ khí (thủy ngân, natri) sang LED, phải có một số điểm tương đồng hoặc xu hướng chung / hội tụ trong thiết kế.

Bạn đang đưa ra một giả định sai lầm rằng hiệu quả tăng lên với mức năng lượng cao hơn. Điều ngược lại là đúng, với bất kỳ mức sức mạnh có ý nghĩa nào, hiệu quả sẽ giảm đi mỗi khi bạn tăng dòng điện.

PWM được sử dụng vì nó rất dễ thực hiện. Nếu bạn đặt dòng điện của mình ở mức tối đa bạn muốn sử dụng, bạn có thể điều khiển độ sáng tuyến tính chỉ bằng cách điều chỉnh chu kỳ nhiệm vụ. Điều chỉnh dòng điện có đáp ứng phi tuyến yêu cầu bảng hiệu chuẩn nếu độ chính xác tuyệt đối là quan trọng (thường là không).

Như bạn có thể thấy từ Lumen led trắng 1W này so với đường cong hiện tại, việc nhân đôi dòng điện không tăng gấp đôi sản lượng ánh sáng. Điều này có quan trọng hay không phụ thuộc vào ứng dụng của bạn. Nếu bạn đang xử lý đèn nền quảng cáo> 1kW, hóa đơn tiền điện dễ dàng vượt quá chi phí trả trước của mô-đun hiển thị. Ngoài ra còn có những cân nhắc về nhiệt, với hiệu quả tốt hơn, bạn sẽ ít lãng phí nhiệt trên hệ thống của mình.

Để làm cho mọi thứ tồi tệ hơn là hiệu quả giảm thậm chí nhiều hơn với nhiệt độ tiếp giáp cao hơn. Biểu đồ này cho thấy nhiệt độ môi trường xung quanh nhưng về cơ bản, nhiệt độ đường giao nhau hoạt động theo cách tương tự. Họ chỉ đang khó khăn về nó. Bây giờ, PWM sẽ trung bình đầu ra nhiệt nhưng hiệu quả kém hơn đòi hỏi dòng trung bình cao hơn có nghĩa là nhiệt độ tiếp giáp cao hơn ..

Một nhược điểm của PWM là tải rất khó chịu theo quan điểm của SMPS, bạn đang áp đặt hiệu quả các quá độ triệt để liên tục cho điều kém. Ít nhất bạn cần một tụ điện đầu ra lớn để đệm các điện áp xuống và các đỉnh ở các cạnh.

Một vấn đề với việc lái xe liên tục là nó phức tạp hơn, đặc biệt nếu bạn muốn dòng điện đầu ra có thể điều chỉnh. Có nhiều sự phức tạp hơn với các ứng dụng làm mờ cục bộ vì Vf thay đổi theo mức công suất đầu ra, do đó bộ điều chỉnh hiện tại của bạn phải làm tiêu tan sự khác biệt.

Chỉnh sửa thêm bit về nhiệt độ đường giao nhau.

Đèn LED được sử dụng cho chiếu sáng đường phố thường sử dụng một loại bộ chuyển đổi DC / DC, với điều khiển dòng điện chặt chẽ ở đầu ra của nó. Vì vậy, việc cung cấp dòng điện ổn định không làm giảm hiệu quả cũng như không thêm các thành phần không cần thiết có thể bị hỏng, cũng như không làm giảm tuổi thọ của đèn LED.

Đó là cách đơn giản và hiệu quả nhất để lái một dãy đèn LED công suất cao. Dòng điện ổn định, được cung cấp từ một nguồn "xung".

Tóm lại: Họ sẽ không làm điều đó bởi vì nó không hiệu quả, sẽ không giữ đèn ở trạng thái an toàn và không khả thi như một cách để kiểm soát một nhóm đèn lớn (do khoảng cách và thiếu linh hoạt).

Trong ánh sáng đường phố, tên của trò chơi là hiệu quả .

Đèn LED vốn dĩ là một khách hàng khó tính, vì ở dải hiệu suất cao của chúng, chúng quá phi tuyến ** và hầu hết được điều khiển bởi một nguồn cung cấp điện liên tục .

Từ hoạt động: "không đổi".

Vì họ đã phải lái nó với nguồn cung cấp liên tục, nếu họ cũng muốn làm PWM, điều đó sẽ thêm sự phức tạp không cần thiết. Và có một cách tốt hơn nhiều để làm mờ đèn LED bằng cách sử dụng nguồn cung cấp liên tục hiện có. Ở đây, hãy xem bảng dữ liệu này trên Trang 11. Điện áp chuyển tiếp so với dòng điện phía trước. Lưu ý biểu đồ này rất méo, để chuẩn hóa, hãy nhìn vào chú thích của tôi.

Nếu bạn đang lái đèn LED ở 3000ma và muốn làm mờ nó, hãy cắt dòng điện xuống 1000ma và voila . Tất nhiên, nó không hoàn toàn giảm 2/3, hãy nhìn vào "thông lượng so với hiện tại", cùng một trang.

Ở mức 1/3 hiện tại, quang thông giảm từ 235% xuống 95% thông số kỹ thuật. Nó hiệu quả hơn nhiều ở mức thấp hơn hiện tại. Điện áp giảm quá, làm giảm một chút sự khác biệt hiệu quả, nhưng không phải là rất nhiều.

Ai đó sẽ cố tình sử dụng nhiều trình phát hơn để cải thiện hiệu quả? Chắc chắn rồi. Nhiều khách hàng thương mại và công nghiệp đang xem xét tổng chi phí vòng đời và các bộ phát là một phần nhỏ trong số đó. Nếu thêm 100 đô la phát ra tiết kiệm 300 đô la tiền điện trong suốt vòng đời của vật cố định, đó có thể là một bước đi thông minh. Tôi đã có một anh chàng suy đoán ba đèn LED ở mức tối đa 1400ma. Nó đã cho ánh sáng cần thiết. Tuy nhiên, nhiệt là vấn đề chính. Tôi đã xác nhận lại bằng cách sử dụng bảng dữ liệu "bình thường" hiện tại là 350ma và bảy bộ phát. Có cùng ánh sáng ở một nửa nhiệt.

Bây giờ tôi đã tích cực cho thấy công suất thấp hơn hiệu quả hơn đối với đèn LED, bạn có thể thấy nơi mà việc điều khiển chúng không hiệu quả. Chạy 3000ma ở mức 33% PWM tệ hơn so với chạy 1000ma liên tục.

Tại sao mọi người sẽ có PWM?

Trong một thế giới hoàn hảo, tất cả sự làm mờ sẽ thông qua một cái gì đó như tín hiệu 0-10 volt được sử dụng rộng rãi trên thị trường và mỗi mô-đun LED sẽ sử dụng phương pháp "điều chỉnh đầu ra của nguồn cung cấp dòng không đổi để làm mờ hoàn hảo". Tuy nhiên .. điều đó không hoạt động ở mọi nơi. Thực tế là ... PWM là một cách hiệu quả để truyền tín hiệu mờ .

Hãy xem xét "dải LED" thấp. Một dải hẹp PCB, cứ sau 50mm (2 "), nó có một đường CUT, ba đèn LED và một điện trở. Hoặc đối với dải RGB, ba đèn LED RGB và ba điện trở. Và dĩ nhiên, với RGB, chúng muốn làm mờ từng kênh riêng rẽ. làm thế nào để chúng ta có được ba tín hiệu mờ xuống đến hàng trăm phân đoạn nhỏ? Chi phí làm cho nó không thể đặt điều chỉnh đầu ra nguồn cung cấp điện liên tục, hiện nay trên tất cả các phân khúc 50mm. các chỉ phương pháp mờ hoàn toàn khả thi là PWM.

Nó trở nên tốt hơn. PWM là cả công suất và tín hiệu. Nếu bộ điều khiển PWM chỉ có thể lái 3 ampe và bạn muốn chạy bảy dải 6A, bạn có thể sử dụng bộ khuếch đại : nó nhận đầu ra của bộ điều khiển dưới dạng tín hiệu và sử dụng nó để chuyển các đầu ra dòng điện cao của nó, khai thác ra PWM trong khóa- bươc. Tính linh hoạt khó đánh bại.

Và điều này hoạt động đối với bất kỳ loại đèn LED khổng lồ nào (mục đích của nó là đáng chú ý, không phải là hiệu quả.) Không ai thực sự quan tâm đến mức giảm trên mỗi watt ở đây:

src

Tại sao không phải là đèn đường?

Nó không hoàn toàn vô lý với đèn đường LED mờ. Họ có thể thoải mái vào lúc hoàng hôn, đốt cháy vượt quá các yêu cầu pháp lý đến 11 giờ tối, sau đó quay trở lại trong những giờ ám ảnh khi hầu như không có ai ra ngoài. Nhưng họ sẽ không sử dụng PWM. Tín hiệu sẽ không lan truyền tốt trên một cài đặt kích thước của một thị trấn.

Đèn đường LED có điện áp cao (240-277V hoặc thậm chí 480V mà chúng chạm vào đường dây điện gần nhất mà không cần đo sáng, điều đó có nghĩa là việc ngắt dòng điện là hết) ***. Trong nội bộ, đèn đường có số lượng phát lớn hợp lý - lý tưởng cho kết nối loạt với nguồn cung cấp dòng điện cao áp. Điều này sẽ được làm mờ tốt nhất bởi điều chỉnh hiện tại. Họ sẽ sử dụng radio - hoặc nếu họ đang sử dụng dây tín hiệu đắt tiền, họ sẽ sử dụng nó cho nhiều thứ hơn là làm mờ. Họ có thể làm việc với công ty điện lực để mã hóa tín hiệu dữ liệu tương tự như cách các công ty năng lượng có thể tắt đồng hồ thông minh từ xa. Thêm 20 đô la một đơn vị cho bộ thu phát không phải là "công cụ giảm giá" trên đèn đường 1000 đô la.

** Incandescents là tuyến tính một lần sáng, vì vậy gửi 120V cho họ sẽ tạo ra 60W một cách đáng tin cậy. Ánh sáng phóng điện (huỳnh quang, neon, natri áp suất thấp / cao, hơi thủy ngân và halogen kim loại) là hoàn toàn phi tuyến tính: một khi bị tấn công, chúng bị chập và phải được giới hạn bởi dòng dằn / trình điều khiển. Trong trường hợp đèn LED, đường cong dòng điện áp của chúng khá dốc, Bạn nhớ biểu đồ Điện áp so với hiện tại từ trang dữ liệu này 11. Xem lại: Thang đo bị méo và vôn không bắt đầu từ 0. Nếu được sửa , biểu đồ sẽ trông như thế này:

Đó là những gì bạn gọi là phi tuyến tính . Hãy nhớ rằng, dòng này di chuyển một chút tùy thuộc vào nhiệt độ, tuổi tác, đóng thùng, vv và khi dòng đó là dốc, một chút là rất nhiều. Gửi 3.05V và ai biết chuyện gì sẽ xảy ra! Nhà sản xuất chỉ đảm bảo những gì sẽ xảy ra nếu bạn gửi 2500ma. Mọi biểu đồ khác trong biểu dữ liệu đều dựa trên hiện tại , vì lý do đó.

*** Công ty điện lực và thành phố đồng ý công suất của đèn đường bình thường là bao nhiêu và công ty điện lực chỉ cần nhân với số lượng đèn và lập hóa đơn cho họ.

Nói chung, có hai phương pháp làm mờ đèn LED, làm mờ PWM và làm mờ biên độ. Những gì bạn đề cập đến như mờ DC là biên độ mờ. Trong các ứng dụng chiếu sáng chuyên nghiệp, PWM không còn được sử dụng để làm mờ, chủ yếu là do các vấn đề về sức khỏe đối với hiện tượng nhấp nháy được tạo ra. Với đèn đường, một vấn đề khác là hiệu ứng stroboscopic. Ngày nay bạn sẽ thấy rằng hầu như tất cả các trình điều khiển LED chuyên nghiệp bao gồm cả đèn đường đều sử dụng độ mờ biên độ. Bạn có thể đọc thêm về nhấp nháy và mờ ở đây .

Cập nhật : Đáp lại một số ý kiến, tôi muốn mở rộng câu trả lời của tôi. Bằng các ứng dụng chiếu sáng chuyên nghiệp, tôi đang đề cập đến các trình điều khiển LED có độ mờ> 20W không đổi như thế này , không phải là các bóng đèn halogen hoặc bóng đèn rẻ tiền và khó chịu hoặc các ứng dụng đèn nền máy tính.

Có hai nguyên nhân gây ra nhấp nháy, một nguyên nhân là do gợn sóng chính truyền đến đầu ra. Trình điều khiển LED một tầng giá rẻ như những người sử dụng trong thay thế bóng đèn bị hiện tượng này.

Loại nhấp nháy thứ hai là do làm mờ PWM. Điều này có thể được cảm nhận hoặc không thể nhận ra. IEEE PAR1789 là một khuyến nghị về tần số PWM cần phải cao đến mức nào để được coi là không thể chấp nhận được. Điều đó nói rằng, bạn sẽ thấy trong ngành công nghiệp rằng trình điều khiển LED chất lượng cao cho các ứng dụng chuyên nghiệp hầu như chỉ sử dụng làm mờ biên độ (làm mờ DC).